CN101649926B - 压力阀 - Google Patents

Abstract

本发明是一种压力阀，包括：阀体，其下口用于连接真空泵且中口用于连接真空电炉，阀体的外围包覆有水冷夹套套管；阀板，用于密封阀体内的阀座平台，以实现阀门的关和开；阀杆，其下端与阀板连接；阀盖，封住阀体的上口，且与阀体的连接处真空密封；气动驱动装置，用于带动阀杆移动，以打开和关闭阀门；以及连接件，连接气动驱动装置和阀盖；其中，以正常使用状态为参考，阀体、阀盖、连接件和气动驱动装置在竖直方向上依次由下往上布置，阀杆的上端穿过阀盖和连接件而与气动驱动装置连接，阀杆与阀盖的连接处真空密封。

Description

压力阀

技术领域

本发明涉及一种真空与压力并存的电炉系统中用的阀，特别是适用真空烧结压力炉中使用的阀。

背景技术

压力阀是真空压力电炉中必不可少的关键的一种阀门，在硬质合金粉末烧结冶金中发挥重要作用，因此被真空压力电炉行业广泛应用。

通常，硬质合金粉末烧结冶金是先真空烧结，后再加压致密，提高硬质合金性能。这样对阀既有真空密封要求，又有耐高压力的强度要求，还有耐高温及水冷却要求。也就是说阀门的每个部位都必须进行应力分析与计算，特别是在高温高压下阀门各部位的材料的应力都应该符合安全的要求。这就构成了该阀门的难度。该阀已成为真空电炉制造行业的心病。

电炉厂花财力、精力到国内外对该阀进行调查、考察，寻求能满足自己要求的制造商。随着国家科学技术的进步和经济建设的飞速发展的需要，生产硬质合金的企业对真空压力电炉的需求越来越大，电炉行业各企业对开发真空压力电炉的积极性越来越高。市场对压力阀门的需求越来越迫切，而目前国内无生产这类阀门的厂家。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力阀，其能满足真空密封要求和耐高压力的强度要求。

为了实现所述目的，所述的压力阀，其特征在于包括：

阀体，其下口用于连接真空泵且中口用于连接真空电炉，阀体的外围包覆有水冷夹套套管；

阀板，用于密封阀体内的阀座平台，以实现阀门的关和开；

阀杆，其下端与阀板连接；

阀盖，封住阀体的上口，且与阀体的连接处真空密封；

气动驱动装置，用于带动阀杆移动，以打开和关闭阀门；以及

连接件，连接气动驱动装置和阀盖；

其中，以正常使用状态为参考，阀体、阀盖、连接件和气动驱动装置在竖直方向上依次由下往上布置，阀杆的上端穿过阀盖和连接件而与气动驱动装置连接，阀杆与阀盖的连接处真空密封。

所述的压力阀，其进一步的特点是，阀板包括板和搭子，搭子和板连接，搭子的中间设孔并开半圆槽，孔侧还设螺孔，阀杆的下端也设半圆槽，阀杆的下端插入搭子的中间的孔后，搭子的半圆槽和阀杆的半圆槽配合成一圆环槽，从所述螺孔置入的多个滚珠放置在该圆环槽内，所述螺孔封住后，搭子和阀杆就连接在一起。

所述的压力阀，其进一步的特点是，阀板的板的下部设置密封件，从而当板压在阀体内的阀座平台上就能密封阀座平台，该板的底部外圆周上设置有防尘环，用于防止灰尘进入该板和阀座平台的接触面。

所述的压力阀，其进一步的特点是，阀体的上口设置有搁置阀盖的凸肩平台以及环形凹槽，该环形凹槽内嵌键，阀盖就设置在该凸肩平台和环形凹槽之间，键挡住阀盖向上的移动。

所述的压力阀，其进一步的特点是，还包括信号装置，该信号装置设置在连接件上，并可与设置在阀杆上的位置指示件耦合，气动驱动装置为气缸，该气缸包括电磁阀，该电磁阀根据该信号装置发出的信号来控制该气缸与一气源的连通。

所述的压力阀，其进一步的特点是，所述气缸包括下缸盖、上缸盖和缸体，下缸盖和连接件固定连接，下缸盖封住缸体的下部，上缸盖盖住缸体的上部，在缸体内设置有活塞，阀杆穿过下缸盖与活塞连接，以使活塞能带动阀杆上下运动达到开或关阀门的目的，阀杆和下缸盖的接触处密封，活塞上被一压紧装置施加了大小可调节的压力。

所述的压力阀，其进一步的特点是，所述压紧装置包括压紧活塞、压紧弹簧、压紧垫和压紧杆，压紧杆的上端与固定在上缸盖上的螺母螺纹连接，压紧垫的上侧连接压紧杆的下端，压紧垫的下侧和压紧活塞之间通过轴承可转动地连接，压紧活塞和活塞之间放置压紧弹簧，压紧弹簧提供一弹力，以下压活塞，通过旋转压紧杆而可调节下压活塞的力，压紧活塞、缸体的上部分和上缸盖限定的空间与外界相通。

所述的压力阀，其进一步的特点是，阀盖包括轴封管，阀杆是从该轴封管穿过阀盖，阀杆和轴封管之间设置组合密封件来实现密封，该组合密封件包括多个密封元件、垫圈和衬圈，该多个密封元件包括O形密封圈，底部平面上部凸90度的下密封件、底部凹90度上部凸90度的中密封件以及底部凹90度上部成平面的下密封件，下密封件、多个中密封件和上密封件在轴封管的轴向依次设置且互相紧扣，在上密封件上设置衬圈，在衬圈上设置楔式密封件，在楔式密封件上设置多个O形密封圈，两O形密封圈之间由垫圈隔开，组合密封件被固定在轴封管中。

所述的压力阀，其进一步的特点是，轴封管内设一台阶且在上端连接一压紧螺母，该组合密封件设置在该台阶和压紧螺母之间。

所述的压力阀，其进一步的特点是，在轴封管的下端和压紧螺母的内壁设置有防止阀杆的外表面和轴封管或压紧螺母的内表面直接接触的衬圈。

本发明的压力阀所取得的有益效果是：当阀板由气动驱动装置带动离开阀体内的阀座平台后，就可以对阀体内抽真空，由于阀体和阀盖密封连接、阀杆和阀盖也密封连接，可以实现真空密封的要求，当气动驱动装置带动阀板移动，是阀板放置在阀座平台时，由气动驱动装置继续对阀板施加压力，从而可实现阀座平台和阀板之间的密封，然后对阀体内充高压气体，加压致密，提高硬质合金性能，按照本发明的压力阀的结构设计可以充满地满足真空密封要求和耐高压力的强度要求。

附图说明

图1是本发明的一实施例的结构图。

图2是图1中的气缸的结构图。

图3是图1中的轴封用密封件的结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一实施例包括阀体1，阀板2，阀杆3，阀盖4，压环5，键6，防护盖7、压紧螺母8，位置指示环9、信号装置10、连接件11、气缸12以及组合密封件13。

阀体1外设水冷夹套套管1-4，其中口接真空电炉接口，下口接真空泵接口，上口被阀盖4密封。阀体1包括中口法兰1-1、中口接管1-2、阀体管1-3以及水冷夹套套管1-4。中口法兰1-1上设有螺孔且端面设置有防止密封件14-g的梯形槽，阀体1的中口通过中口法兰1-1与电炉接口密封连接。中口接管1-2与中口法兰1-1和阀体管1-3焊接成体。阀体管1-3的底部(即下口)设置用于连接真空泵的法兰，中部设置用于与阀板2密封的阀座平台1-31，上部设置用于搁阀盖4的凸肩平台1-32，阀体管1-3的上部还设置环形凹槽1-33，该环形凹槽1-33内内嵌键6，以挡住阀盖4。阀体管1-3的顶部连接防护盖7。水冷夹套套管1-4的下口由底板1-5封住，上口由上板1-6封住，中口由中管1-7封住。水冷夹套套管1-4内的水从管螺母1-8进出。此外，阀体管1-3还包括用于起吊阀门的螺母1-9。

阀板2包括搭子2-1和板2-2。搭子2-1中间设孔并开半圆槽，孔侧还设螺孔，搭子2-1主要用于固定阀杆3。板2-2底部外侧设凹槽且底部设燕尾槽，上部中间设凹槽平台，板2-2通过该凹槽平台与搭子2-1连接成一体，板2-2的底部燕尾槽内设置密封件，例如O型密封圈，这样板2-2就可以密封阀体管1-3的阀座平台1-31，从而将真空电炉和真空泵分隔开。

阀杆3的底部外圆设半圆槽，该半圆槽和搭子2-1的半圆槽对齐，这样，滚珠就可以从搭子2-1的螺孔中放入阀杆3的半圆槽和搭子2-1的半圆槽组合成的环形槽，从而阀杆3和搭子2-1就连接在一起了。阀杆3和搭子2-1的这种连接可以有效地减小甚至完全避免安装误差或者制造误差对板2-2和阀座平台1-31的密封的影响。阀杆3的圆头上部杆径变细并设螺纹，阀杆3与活塞12-4螺纹连接。

阀盖4包括盖板4-1和轴封管4-2，阀盖4主要用于封盖阀体1的上口，还与阀杆3密封。盖板4-1外圆中间和底部设置矩形槽，在这些矩形槽内防止密封件，如图1所示，这样阀盖4就能与阀体1密封连接。轴封管4-2穿过盖板4-1的中心并与盖板4-1焊接成一体。阀杆3可滑动地穿过轴封管4-2，轴封管4-2和阀体3之间设置了组合密封件13。如图3所示，组合密封件13包括下密封件13-1，中密封件13-2和上密封件13-3，下密封件13-1底部成平面且上部凸90度，中密封件底部凹90度且上部凸90度，上密封件13-3底部凹90度且上部成平面，这样中密封件13-2扣合在下密封件13-1的上部，多个中密封件13-2叠置，最后上密封件13-3扣在最上面的中密封件13-2上，经过下密封件、中密封件和上密封件的密封后，阀杆3和轴封管4-2之间基本上不存在泄漏了，下密封件、中密封件和上密封件其实为油压密封件。更进一步地，组合密封件还可以包括其他的密封件，以实现阀体内在超高压时的密封。组合密封件13还包括垫圈13-4，垫圈13-4之上再设置楔式密封件13-5，该楔式密封件13-5是截面为直角三角形的两个圆环密封件的组合，在两楔式密封件13-5之间设置多个衬圈13-6和O形密封圈13-7，衬圈13-6和O形密封圈13-7相互一一间隔而设，两楔式密封件其实为压力密封件，多个O形密封圈其实为真空密封件。垫圈13-4可将密封件垫硬。组合密封件13还包括上衬套13-9和下衬套13-8，上衬套设置在压紧螺母8内，下衬套13-8设置在轴封管4-2的下部，上衬套13-9和下衬套13-8用于防止阀杆3的外表面和轴封管4-2的内壁直接接触。压紧螺母8主要用于将组合密封件13压紧在轴封管4-2和阀杆3之间。

前述的阀体1、阀板2、阀杆3和阀盖4组合之后，就基本上形成了既能满足真空密封要求又能满足耐高压力要求的压力阀。

以下继续描述阀的控制部分。

信号装置10包括罩子10-1、底板10-2以及接近开关10-4，罩子10-1可以由有机玻璃制成，主要其防护作用。底板10-2的中间设两个大孔，用于固定接近开关10-4。接近开关10-3为标准的市售产品，与位置指示环9相互耦合，当位置指示环9靠近接近开关10-3时输出电信号。位置指示环9设置在阀杆3的预定位置，随着阀杆3移动。

连接件11包括连接管11-1，上法兰11-2和下法兰11-3。连接管11-1的管中间左右设长孔，一侧设平面和螺孔用于安装接近开关10-3。上法兰11-2用于连接气缸12。下法兰11-3用连接阀盖4。

同时参看图1和图2，气缸12包括下缸盖12-1，上缸盖12-2和缸体12-3，下缸盖12-1和连接件11的上法兰11-2固定连接，并与阀杆3密封连接。下缸盖12-1封住缸体12-3的下部，上缸盖11-2盖住缸体12-3的上部。在缸体12-3内设置有活塞12-4，活塞12-4与阀杆3的末端连接，以使活塞12-4可以带动阀杆3上下运动达到开或关阀门的目的。气缸12还包括一电磁阀12-m，在本实施例中，电磁阀12-m设置在下缸盖12-1上，并通过下缸盖12-1的一气孔可与缸体12-3相通，电磁阀12-m可以是一标准的两位三通阀。通过电磁阀12-m可以控制活塞12-4的移动，从而可以控制阀杆3的移动，而实现阀门的关和开。气缸12还包括一压紧活塞12-6、压紧弹簧12-5、压紧垫12-7和压紧杆12-8，压紧杆12-8与固定在上缸体12-2上的螺母12-9螺纹连接，压紧垫12-7的下端连接压紧杆12-8，压紧垫12-7和压紧活塞12-6之间通过推力轴承12-e连接，压紧活塞12-6和活塞12-4之间放置压紧弹簧12-5。压紧弹簧12-5提供一弹力，以下压活塞12-4，这相当于给活塞12-4施加一预压力，该预压力的大小可以通过压紧杆12-8来调节。压紧杆12-8和推力轴承12-7设置有中心孔，该中心孔和外界大气连通，这主要是使缸体12-3的上部分与空气连通，这样便于精确控制施加给活塞12-4的预压力。

Claims (10)

1.一种压力阀，其特征在于包括：

阀体，其下口用于连接真空泵且中口用于连接真空电炉，阀体的外围包覆有水冷夹套套管；

阀板，用于密封阀体内的阀座平台，以实现阀门的关和开；

阀杆，其下端与阀板连接；

阀盖，封住阀体的上口，且与阀体的连接处真空密封；

气动驱动装置，用于带动阀杆移动，以打开和关闭阀门；以及

连接件，连接气动驱动装置和阀盖；

其中，以正常使用状态为参考，阀体、阀盖、连接件和气动驱动装置在竖直方向上依次由下往上布置，阀杆的上端穿过阀盖和连接件而与气动驱动装置连接，阀杆与阀盖的连接处真空密封。

2.如权利要求1所述的压力阀，其特征在于，阀板包括板和搭子，搭子和板连接，搭子的中间设孔并开半圆槽，搭子的该孔的侧壁还设螺孔，阀杆的下端也设半圆槽，阀杆的下端插入搭子的中间的孔后，搭子的半圆槽和阀杆的半圆槽配合成一圆环槽，从所述螺孔置入的多个滚珠放置在该圆环槽内，所述螺孔封住后，搭子和阀杆就连接在一起。

3.如权利要求2所述的压力阀，其特征在于，阀板的板的下部设置密封件，从而当板压在阀体内的阀座平台上就能密封阀座平台，该板的底部外圆周上设置有防尘环，用于防止灰尘进入该板和阀座平台的接触面。

4.如权利要求2所述的压力阀，其特征在于，阀体的上口设置有搁置阀盖的凸肩平台以及环形凹槽，该环形凹槽内嵌键，阀盖就设置在该凸肩平台和环形凹槽之间，键挡住阀盖向上的移动。

5.如权利要求2所述的压力阀，其特征在于，还包括信号装置，该信号装置设置在连接件上，并可与设置在阀杆上的位置指示件耦合，气动驱动装置为气缸，该气缸包括电磁阀，该电磁阀根据该信号装置发出的信号来控制该气缸与一气源的连通。

6.如权利要求5所述的压力阀，其特征在于，所述气缸包括下缸盖、上缸盖和缸体，下缸盖和连接件固定连接，下缸盖封住缸体的下部，上缸盖盖住缸体的上部，在缸体内设置有活塞，阀杆穿过下缸盖与活塞连接，以使活塞能带动阀杆上下运动达到开或关阀门的目的，阀杆和下缸盖的接触处密封，活塞上被一压紧装置施加了大小可调节的压力。

7.如权利要求6所述的压力阀，其特征在于，所述压紧装置包括压紧活塞、压紧弹簧、压紧垫和压紧杆，压紧杆的上端与固定在上缸盖上的螺母螺纹连接，压紧垫的上侧连接压紧杆的下端，压紧垫的下侧和压紧活塞之间通过轴承可转动地连接，压紧活塞和活塞之间放置压紧弹簧，压紧弹簧提供一弹力，以下压活塞，通过旋转压紧杆而可调节下压活塞的力，压紧活塞、缸体的上部分和上缸盖限定的空间与外界相通。

8.如权利要求1所述的压力阀，其特征在于，阀盖包括轴封管，阀杆是从该轴封管穿过阀盖，阀杆和轴封管之间设置组合密封件来实现密封，该组合密封件包括垫圈、衬圈和多个密封元件，该多个密封元件包括O形密封圈、底部平面上部凸的下密封件、底部凹上部凸的中密封件以及底部凹上部成平面的上密封件，下密封件、多个中密封件和上密封件在轴封管的轴向依次设置且互相紧扣，在上密封件上设置垫圈，在垫圈上设置楔式密封件，在楔式密封件上设置多个所述O形密封圈，每两个所述O形密封圈之间均由衬圈隔开，组合密封件被固定在轴封管中。

9.如权利要求8所述的压力阀，其特征在于，轴封管内设一台阶且在上端连接一压紧螺母，该组合密封件设置在该台阶和压紧螺母之间。

10.如权利要求9所述的压力阀，其特征在于，在轴封管的下端和压紧螺母的内壁分别设置有防止阀杆的外表面与轴封管或压紧螺母的内表面直接接触的衬套。

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